[发明专利]一种物体表面轮廓三维扫描方法、装置及电子设备

说明书

本发明公开了一种物体表面轮廓三维扫描方法、装置及电子设备，该方法包括分别采集待扫描物体的三视图图像数据；获取激光发射器的入射激光信息，基于入射激光信息计算正面投影图像的反射遮挡点集，并结合反射遮挡点集、水平投影图像、侧面投影图像生成三维反射遮挡区域；调整入射角度，记录三维反射遮挡区域刚好消失时的当前入射激光信息；基于当前入射激光信息调整相机的拍摄角度和拍摄高度后，控制相机获取条纹图像，并基于条纹图像生成待扫描物体的三维表面轮廓。本发明实现了通过三视图图像数据来预估三维反射遮挡区域，并确定不存在三维反射遮挡区域时的激光入射角度，消除了遮挡区域，保证了扫描出来的表面轮廓的准确性。

技术领域

本申请涉及激光扫描技术领域，具体而言，涉及一种物体表面轮廓三维扫描方法、装置及电子设备。

背景技术

线结构光三维扫描装置通过将激光发射器与相机系统以一定角度固定安装，使得相机能获取到激光投射在目标物体上的条纹图像，可以高分辨率、快速的获取被测物体表面轮廓的三维坐标信息。在对卷烟包装盒的表面扫描过程中，由于激光发射器和相机的固定，即发射的激光具有一定的倾斜角度，而卷烟包装盒表面可能会凸印装饰，针对不同表面高度的被测物体，部分反射激光会被遮挡，造成了扫描的局限，最终使得扫描出来的表面轮廓与实际轮廓不符。虽然可以通过人工调整相机的角度来扩大扫描范围，但这样操作非常繁琐。且经实验验证，相机拍摄角度为45°时的图像获取效果最好，应在保证相机能够扫描到全部轮廓的同时使得拍摄角度尽可能的趋近于45°，人工调整的方式无法保证角度调整精度。

发明内容

为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种物体表面轮廓三维扫描方法、装置及电子设备。

第一方面，本申请实施例提供了一种物体表面轮廓三维扫描方法，所述方法包括：

分别采集待扫描物体的三视图图像数据，所述三视图图像数据包括正面投影图像、水平投影图像、侧面投影图像；

获取激光发射器的入射激光信息，基于所述入射激光信息计算所述正面投影图像的反射遮挡点集，并结合所述反射遮挡点集、水平投影图像、侧面投影图像生成三维反射遮挡区域，所述入射激光信息包括入射角度、激光路径；

调整所述入射角度，记录所述三维反射遮挡区域刚好消失时的当前入射激光信息；

基于所述当前入射激光信息调整相机的拍摄角度和拍摄高度后，控制所述相机获取条纹图像，并基于所述条纹图像生成所述待扫描物体的三维表面轮廓，所述条纹图像为所述激光发射器投射在所述待扫描物体上的图像。

优选的，所述调整所述入射角度，记录所述三维反射遮挡区域刚好消失时的当前入射激光信息，包括：

调整所述入射角度，持续监控所述三维反射遮挡区域的体积变化；

当所述三维反射遮挡区域的体积能够变化至零时，记录所述三维反射遮挡区域刚好消失时的当前入射激光信息，并基于所述入射激光信息固定所述入射角度；

当所述三维反射遮挡区域的体积不能够变化至零时，基于所述体积变化的变化趋势控制所述待扫描物体转动，重复所述分别采集待扫描物体的三视图图像数据的步骤。

优选的，所述基于所述体积变化的变化趋势控制所述待扫描物体转动，包括：

解析所述体积变化的变化趋势，确定所述三维反射遮挡区域中未曾发生过变化的恒定遮挡区域；

控制所述待扫描物体转动预设旋转角度。

优选的，所述当所述三维反射遮挡区域的体积不能够变化至零时，基于所述体积变化的变化趋势控制所述待扫描物体转动，重复所述分别采集待扫描物体的三视图图像数据的步骤之后，还包括：